KR20220014774A - 정전기 제거장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

정전기 제거장치 및 방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 정전기의 존부에 따라 출력량을 달리함으로써, 정전기의 존부를 감지하는 정전기 감지부와 상기 정전기 감지부의 출력을 A/D 변환하는 A/D 컨버터와 상기 A/D 컨버터로부터 변환된 출력을 분석하여, 정전기의 존부를 판단하는 제어부 및 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 정전기 감지부에 정전기가 존재할 경우, 정전기를 제거하는 정전기 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거장치를 제공한다.

Description

정전기 제거장치 및 방법{Apparatus and Method for Eliminating Static Electricity}
본 발명은 정전기가 기준치 이상 존재하는지 감지하여 이를 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
정전기는 물체의 양전하와 음전하 간 비대칭에 의해 나타난다. 정전기의 발생 원인은 마찰이나 대전입자의 자유 이동 등 다양하며 환경이나 물체의 재질 등에 따라 정전기 발생 빈도가 달라질 수 있다. 정전기는 전자장비의 오작동을 유발하거나 인체에 불쾌감을 유발하는 등 여러 방식으로 피해를 줄 수 있으므로 대부분의 경우 제거되는 것이 바람직하다.
특히, 반도체 웨이퍼 등을 취급하는 정밀 공정이나 작업대 상에서 작업자가 작업을 처리하는 상황에서, 정전기는 먼지 입자의 유입이나 부착 및 작업자에 불쾌감 등을 초래한다. 이에, 정전기는 제품을 오염시키고 방전 등으로 제품에 악영향을 미칠 수 있어 보다 적극적인 관리가 필요하다.
그러나 물체나 작업대 상에 존재하는 정전기는 감지하기에 충분한 세기를 가지고 있지 않아, 감지가 곤란한 문제가 있다. 이에, 종래의 정전기 제거장치들은 정전기가 충분히 존재하는지 여부의 감지와 무관하게, 지속적으로 또는 주기적으로 물체나 작업대 상의 정전기를 제거해온 불편이 있었다.
본 발명의 일 실시예는, 작업대 상에 정전기가 기준치 이상 존재하는지 감지하여, 기준치 이상일 경우 정전기를 제거하는 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 정전기의 존부에 따라 출력량을 달리함으로써, 정전기의 존부를 감지하는 정전기 감지부와 상기 정전기 감지부의 출력을 A/D 변환하는 A/D 컨버터와 상기 A/D 컨버터로부터 변환된 출력을 분석하여, 정전기의 존부를 판단하는 제어부 및 상기 제어부의 제어에 따라, 상기 정전기 감지부에 정전기가 존재할 경우, 정전기를 제거하는 정전기 제거부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 정전기 제거부는 UV 파장대역의 광을 조사함으로써 정전기를 제거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제어부는 상기 A/D 컨버터로부터 변환된 출력이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단함으로써, 정전기의 존부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 정전기의 존부에 따라 출력량을 달리함으로써, 정전기의 존부를 감지하는 감지과정과 상기 감지과정에서 감지된 출력을 A/D 변환하는 변환과정과 상기 변환과정에서 변환된 출력을 분석하여, 정전기의 존부를 판단하는 판단과정 및 상기 판단과정에서 정전기가 존재하는 것으로 판단된 경우, 정전기를 제거하는 제거과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제거과정은 UV 파장대역의 광을 조사함으로써 정전기를 제거하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 판단과정은 상기 변환과정에서 변환된 출력이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단함으로써, 정전기의 존부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 작업대 상에 존재하는 미세한 정전기를 감지함으로써, 정전기가 기준치 이상 존재할 경우에만 정전기를 제거할 수 있어 무분별하게 정전기를 제거하지 않아도 되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 감지부의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거장치가 정전기를 제거하는 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호 간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거장치(100)는 제1 정전기 감지부(110), 제2 정전기 감지부(115), AD 컨버터(120), 제어부(130) 및 정전기 제거부(140)를 포함한다.
제1 정전기 감지부(110) 및 제2 정전기 감지부(115)는 대상물에 발생한 정전기량을 감지한다. 대상물에는 의도적으로 또는 의도치 않게 정전기가 발생할 수 있으며, 발생한 정전기가 대상물 내에 축적되어 있을 수 있다. 정전기 감지부(110, 115)는 대상물과 연결되어, 대상물에 정전기가 존재하는지 및 축적된 정전기량이 어느 정도인지 감지한다. 정전기 감지부(110, 115)는 대상물에 존재하는 미세량의 정전기도 감지할 수 있다. 정전기 감지부(110, 115)의 보다 자세한 구조는 도 2를 참조하여 후술하기로 한다.
대상물에는 정전기로 음전하가 축적되어 있을 수도 있고, 양전하가 축적되어 있을 수도 있다. 양자를 모두 검출하기 위해, 정전기 제거장치(100)는 제1 정전기 감지부(110)와 제2 정전기 감지부(115)를 포함한다. 각 정전기 감지부(110, 115)는 대상물에 축적된 서로 다른 전하를 감지한다.
AD 컨버터(120)는 정전기 감지부(110, 115)의 출력을 변환한다. 정전기 감지부(110, 115)는 정전기를 감지하면, 아날로그 형태의 신호로 결과를 출력한다. AD 컨버터(120)는 정전기 감지부(110, 115)의 출력을 수신하여 디지털 형태의 신호로 변환한다. AD 컨버터(120)는 출력을 변환함으로써, 제어부(130)가 정전기 감지부(110, 115)의 출력을 인지할 수 있도록 한다.
제어부(130)는 AD 컨버터(120)로부터 변환된 출력을 분석하여, 대상물에 정전기가 존재하는지 여부 및 존재 시의 정전기량을 분석한다. 제어부(130)는 AD 컨버터(120)로부터 수신한 출력을 분석한다. 제어부(130)는 대상물에 정전기가 존재하는지를 분석하며, 정전기가 존재하는 경우 존재하는 정전기량이 어느 정도인지 분석한다. 대상물에 존재하는 정전기량이 기 설정된 기준치를 초과할 경우, 작업대 상에서 처리되는 작업의 결과에 영향을 줄 수 있고, 작업자에 불쾌감을 유발할 수도 있다. 이를 방지하기 위해, 대상물에 존재하는 정전기량이 기 설정된 기준치를 초과할 경우, 제어부(130)는 정전기 제거부(140)가 대상물에 존재하는 정전기를 제거하도록 제어한다. 이에 따라, 정전기 제거장치(100)는 대상물에 존재하는 정전기를 감지하여, 대상물이나 작업자에 악영향을 줄 정도의 정전기량이 축적되었을 경우에 정전기를 제거할 수 있다. 이처럼 동작함으로써, 정전기 제거장치(100)는 무분별하게 정전기를 제거하지 않고도 필요한 시기에 적절히 정전기를 제거할 수 있다.
정전기 제거부(140)는 정전기가 일정 수준 이상 축적된 대상물에 존재하는 정전기를 제거한다. 정전기 제거부(140)는 자외선 파장대역의 광을 조사하는 광원으로 구성되어, 자외선을 대상물로 조사할 수 있다. 대상물은 정전기 제거부(140)로부터 자외선을 조사받음으로써, 축적된 정전기를 모두 제거할 수 있다. 다만, 정전기 제거부(140)가 반드시 자외선 파장대역의 광을 조사하는 광원으로 한정되는 것은 아니며, 정전기를 제거할 수 있는 수단이라면 어떠한 것으로 대체되어도 무방하다. 예를 들어, 정전기 제거부(140)는 방사선을 조사하거나 전압을 인가하는 장치로 대체될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 감지부의 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 감지부(110, 115)는 트랜지스터(220, 225) 및 증폭기(230, 235)를 포함한다.
트랜지스터(220, 225)는 대상물(210, 215)과 연결되어, 대상물(210, 215)에 정전기가 존재하는지를 검출한다.
트랜지스터(220, 225)의 게이트 단은 대상물(210, 215)과 연결된다. 대상물(210, 215)은 작업대일 수 있으며, 특정 물건일 수도 있다. 트랜지스터(220, 225)의 게이트 단은 대상물(210, 215)과 연결된다. 트랜지스터(220, 225) 중 하나는 n타입 트랜지스터로, 나머지 하나는 p타입 트랜지스터로 구현될 수 있다. n타입 트랜지스터는 게이트에 문턱전압 이상의 양전하가 인가될 경우, 전자가 채널을 형성하여 전류를 흐르게 한다. 반대로, p타입 트랜지스터는 게이트에 문턱전압 이상의 음전하가 인가될 경우, 전공이 채널을 형성하여 전류를 흐르게 한다. 이러한 특성을 이용하여, 트랜지스터(220, 225)의 게이트단은 대상물(210, 215)과 연결된다. 특징에 따라, 대상물에 축적된 정전기 중 양전하에 의한 정전기를 감지하고자 할 경우 p타입 트랜지스터(225)가 사용되고, 음전하에 의한 정전기를 감지하고자 할 경우 n타입 트랜지스터(220)가 사용된다.
대상물에 양전하 또는 음전하가 트랜지스터의 문턱전압에 미치지 못하는 양만큼 축적되어 있을 경우, 트랜지스터(220, 225)는 채널을 형성하지 못하여 전류가 흐르지 못한다. 이에, 트랜지스터(220, 225)는 회로적으로 개방되어 있는 상태가 되기에 아주 큰 저항값 또는 무한대의 저항값을 갖게 된다. 반면, 대상물에 양전하 또는 음전하가 트랜지스터의 문턱전압 이상 축적되어 있다면, 트랜지스터(220, 225)는 채널을 형성하여 전류를 흐르게 한다. 전류가 흐르기에, 트랜지스터(220, 225)는 상대적으로 아주 작은 저항값을 갖는다. 흐르는 전류량은 게이트단에 인가되는 전하량에 비례하게 된다.
도 2에서는 편의상 제1 정전기 감지부(110)는 n타입 트랜지스터(220)를 포함하여 음전하에 의한 정전기를, 제2 정전기 감지부(115)는 p타입 트랜지스터(225)를 포함하여 양전하에 의한 정전기를 감지하는 것으로 도시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
증폭기(230, 235)는 트랜지스터(220, 225)를 거쳐 인가되는 전원을 증폭시킨다. 여기서, 증폭기(230, 235)는 OP-Amp일 수 있다. 증폭기(230, 235)가 OP-Amp일 경우, 증폭기(230, 235)에 의해 전원이 증폭되는 비율은 증폭기에 연결된 저항(Rb 또는 Rd)/트랜지스터(220, 225)의 저항값과 같다. 전술한 대로, 게이트단에 인가되는 전하량이 충분치 못할 경우(문턱전압 미만), 트랜지스터(220, 225)로는 전류가 흐르지 못해 트랜지스터(220, 225)는 아주 큰 저항값을 갖는다. 이에, 증폭기(230, 235)에서 증폭되는 비율은 아주 낮거나 거의 없다. 반면, 게이트단에 인가되는 전하랑이 충분할 경우, 트랜지스터(220, 225)로는 전류가 흐르지 못해 트랜지스터(220, 225)는 아주 작은 저항값을 갖는다. 이에, 증폭기(230, 235)에서 증폭되는 비율은 커지게 된다. 게이트단에 인가되는 전하랑이 크면 클수록, 증폭기(230, 235)에 인가되는 전압(Vcc)의 범위 내에서 증폭되는 비율은 점점 커지게 된다.
이처럼, 대상물(210, 215)에 정전기가 축적되어 있다면, 트랜지스터(220, 225)를 거치며 전류가 흐르게 되고, 증폭기(230, 235)를 거치며 증폭되어 증폭된 출력이 발생한다. 이러한 출력은 AD 컨버터(120)를 거쳐 변환된 후 제어부(130)로 인가된다.
제어부(130)는 인가되는 출력이 존재하는지 여부로, 대상물(210, 215)에 정전기가 존재하는지를 판단한다. 인가되는 출력이 존재하는 경우, 제어부(130)는 출력량을 파악하여 대상물(210, 215)에 축적된 정전기량이 어느 정도인지를 판단한다. 출력량이 기 설정된 기준치를 넘는 경우, 대상물(210, 215)에 축적된 정전기량이 상당함을 의미하기에, 제어부(130)는 정전기 제거부(140)가 대상물(210, 215) 내 정전기를 제거하도록 제어한다. 다만, 출력량이 기 설정된 기준치를 넘지 않을 경우, 제어부(130)는 정전기 제거부(140)를 동작시키지 않을 수도 있고 동작시킬 수도 있다.
정전기 감지부(110, 115)는 트랜지스터(220, 225)와 증폭기(230, 235)를 포함함으로써, 대상물(210, 215)에 축적된 미세한 정전기도 정확히 센싱할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거장치가 정전기를 제거하는 방법을 도시한 순서도이다.
제어부(130)는 제1 정전기 감지부(110) 또는 제2 정전기 감지부(115)에서의 출력을 감지한다(S310).
제어부(130)는 출력이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단한다(S320).
출력이 기 설정된 기준치를 초과하는 경우, 제어부(130)는 출력이 감지된 정전기 감지부 내 정전기를 제거하도록 정전기 제거부(140)를 제어한다(S330).
도 3에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각 도면에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 3에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 정전기 제거장치
110, 115: 정전기 감지부
120: AD 컨버터
130: 제어부
140: 정전기 제거부
210, 215: 대상물
220, 225: 트랜지스터
230, 235: 증폭기

Claims (6)

  1. 정전기의 존부에 따라 출력량을 달리함으로써, 정전기의 존부를 감지하는 정전기 감지부;
    상기 정전기 감지부의 출력을 A/D 변환하는 A/D 컨버터;
    상기 A/D 컨버터로부터 변환된 출력을 분석하여, 정전기의 존부를 판단하는 제어부; 및
    상기 제어부의 제어에 따라, 상기 정전기 감지부에 정전기가 존재할 경우, 정전기를 제거하는 정전기 제거부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정전기 제거부는,
    UV 파장대역의 광을 조사함으로써 정전기를 제거하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 A/D 컨버터로부터 변환된 출력이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단함으로써, 정전기의 존부를 판단하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거장치.
  4. 정전기의 존부에 따라 출력량을 달리함으로써, 정전기의 존부를 감지하는 감지과정;
    상기 감지과정에서 감지된 출력을 A/D 변환하는 변환과정;
    상기 변환과정에서 변환된 출력을 분석하여, 정전기의 존부를 판단하는 판단과정; 및
    상기 판단과정에서 정전기가 존재하는 것으로 판단된 경우, 정전기를 제거하는 제거과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제거과정은,
    UV 파장대역의 광을 조사함으로써 정전기를 제거하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 판단과정은,
    상기 변환과정에서 변환된 출력이 기 설정된 기준치를 초과하는지 여부를 판단함으로써, 정전기의 존부를 판단하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거방법.
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